Question

（2012?和平區(qū)一模）美術課上同學們用橡皮泥捏動物模型時，想知道橡皮泥的密度有多大．課后，他們在實驗室選擇了天平、量筒、水和細線進行了實驗操作．

（1）合理的操作順序是（填圖中的序號）：

CAB

．
（2）請你設計一個實驗表格，并把有圖得到的數值填入表格并得出結果．
（3）你能否利用上述器材（或選用上述器材），再設計一個測量橡皮泥密度的實驗方案．請寫出主要實驗步驟，并寫出密度的最終表達式．

Answer 1

分析：（1）本題主要考查測量固體密度的實驗程序設計能力和利用密度公式進行計算的能力．對固體密度的測量應先稱量質量，后測量體積（防止水對固體質量的影響，減小測量誤差）．
（2）根據所測得數據來設計表格．
（3）由物體的浮沉條件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得質量．即先讀出量筒中水的體積V₁，將橡皮泥浸沒，總體積為V₂，再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，碗狀橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力與重力相等，則求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得質量；橡皮泥的質量m=ρ_水（V₃-V₁），
由完全沉入水底時水的體積變化可求得橡皮泥的體積，v_橡皮泥=V₂-V₁．
根據密度公式ρ=

m

V

算出密度．

解答：解：
（1）對固體密度的測量應先稱量質量，后測量體積（防止水對固體質量的影響，減小測量誤差），所以本題的測量順序應為：C、A、B．
故答案為：CAB．
（2）因為要測量橡皮泥的質量，量筒內水的體積、橡皮泥的體積等，設計表格如下：

橡皮泥質量m/g	量筒內水的體積V2/cm3	量筒中橡皮泥和水的總體積V2/cm3	橡皮泥的體積 V/cm3	橡皮泥的密度 ρ/（kg．m-3）
13.4	20	30	10	1.34×103

（3）先在量杯中裝入水，體積為V₁，
將橡皮泥浸沒，總體積為V₂，
則橡皮泥體積V=V₂-V₁；
再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，
根據浮力知識，橡皮泥的質量m=ρ_水（V₃-V₁），
故答案為：
①在量杯中倒入適量水，讀出體積為V₁；
②將橡皮泥做成實心，放入量杯水中浸沒，讀出橡皮泥和水的總體積為V₂；
③再將橡皮泥做成船狀，讓其浮在量杯的水面上靜止，讀出水的體積為V₃．
（2）根據密度公式ρ=

m

V

碗狀橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力與重力相等，則求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得質量；
即G=F_浮=ρ_水（V₃-V₁）g=mg，
∴橡皮泥m=ρ_水（V₃-V₁）；橡皮泥的體積=V₂-V₁，
∴密度ρ_橡皮泥=

m

V

=

V3-V1

V2-V1

?ρ_水．

點評：本題綜合應用密度知識及浮力有關知識，難度較大，給學生解題帶來一定困難！本題求解橡皮泥的質量是關鍵，由漂浮于水面上時的浮力與重力相等求得橡皮泥的質量，是一道好題，浮力知識是中考必考的一個知識點，需要掌握．